Hvordan skal vi genvinde guld med natriumcyanid?

Introduktion

Udvinding af guld ved hjælp af natriumcyanid er en udbredt metode inden for minedrift og ædelmetalindustrien. Cyanid har en unik evne til at danne opløselige komplekser med guld, hvilket muliggør udvinding af guld fra forskellige kilder, såsom lavkvalitetsmalm, tailings og visse typer elektronikaffald. På grund af cyanids høje toksicitet skal denne proces dog udføres med ekstrem forsigtighed og i nøje overholdelse af sikkerheds- og miljøforskrifter.

Princippet for guldudvinding med natriumcyanid

I sin naturlige tilstand findes guld ofte blandet med andre mineraler i malme. Når natriumcyanid tilføres guldholdig malm, finder der en kemisk reaktion sted. I nærvær af ilt og vand reagerer guld med cyanid og danner en opløselig forbindelse. Denne reaktion opløser effektivt guldet i cyanidopløsningen og adskiller det fra de andre uopløselige mineraler i malmen.

Trin-for-trin proces

Malmforberedelse

1. Knusning og formaling : Det første trin involverer reduktion af malmens størrelse. Store malmstykker knuses først til mindre stykker ved hjælp af knusere. Derefter formales den knuste malm til et fint pulver i møller. Dette øger malmens overfladeareal, hvilket muliggør en mere effektiv kontakt mellem de guldholdige partikler og cyanidopløsningen. For eksempel kan malmen i en typisk guldmine knuses til en størrelse på mindre end 10 mm under den primære knusningsfase og derefter formales til en partikelstørrelse, hvor cirka 80 % af partiklerne er mindre end 75 mikrometer i formalingsfasen.

2. Forbehandling (hvis nødvendigt) : Hvis malmen indeholder sulfidmineraler eller andre urenheder, der kan hæmme cyanidudvaskningsprocessen , bliver forbehandling nødvendig. For eksempel, når der er betydelige mængder pyrit i malmen, kan den forbruge ilt og cyanid, hvilket reducerer effektiviteten af ​​guldudvinding. I sådanne situationer kan malmen ristes eller biooxideres. Ristning indebærer opvarmning af malmen i nærvær af luft for at oxidere sulfidmineralerne, mens biooxidation bruger specifikke bakterier til at oxidere sulfidmineralerne ved en lavere temperatur på en mere miljøvenlig måde.

udvaskning

1. Fremstilling af cyanidopløsning : En fortyndet opløsning af natriumcyanid fremstilles. Koncentrationen af ​​cyanidopløsningen varierer generelt fra 0.05 % til 0.2 % (w/v) afhængigt af malmens egenskaber og guldindholdet. Kalk tilsættes ofte cyanidopløsningen for at justere pH-værdien til et område på 10-11. Dette alkaliske miljø hjælper med at forhindre dannelsen af ​​giftig hydrogencyanidgas og fremmer også opløsningen af ​​guld.

2. Udvaskningsproces : Den knuste malm blandes derefter med cyanidopløsningen i store tanke eller gennem et bunkeudvaskningsanlæg. Ved tankudvaskning omrøres malm-cyanidblandingen, enten mekanisk eller ved luftindsprøjtning, for at sikre god kontakt mellem de guldholdige partikler og cyanidet, hvorved reaktionshastigheden øges. Ved bunkeudvaskning, som er mere egnet til lavkvalitetsmalme, stables den knuste malm på en uigennemtrængelig foring, og cyanidopløsningen sprøjtes over bunken. Opløsningen siver gennem malmen og opløser guldet, efterhånden som det skrider frem. Udvaskningsprocessen kan vare alt fra flere timer til flere dage, afhængigt af faktorer som malmtypen, partikelstørrelsen og udvaskningsforholdene.

Separation af faste stoffer og væsker

Efter udvaskningsprocessen består den resulterende opslæmning af fast affald (tailings) og en opløsning, der indeholder guld-cyanidforbindelsen. Det er afgørende at adskille de faste og flydende komponenter. Dette kan opnås ved metoder som filtrering eller sedimentation. Ved filtrering føres opslæmningen gennem filtermedier, såsom filterklude eller filterpresser. De faste tailings tilbageholdes på filteret, mens den klare opløsning, kendt som den prædictive opløsning, som indeholder det opløste guld, passerer igennem. Sedimentation indebærer, at de faste partikler får lov til at bundfælde sig i bunden af ​​en tank på grund af tyngdekraften. Den ovenstående væske, den prædictive opløsning, kan derefter forsigtigt hældes fra.

Guldgendannelse fra den gravide løsning

1. Zinkudfældning (Merrill-Crowe-processen) : En almindelig metode til at udvinde guld fra den prægnante opløsning er zinkudfældning. Zinkstøv eller zinkspåner tilsættes opløsningen. Da zink er mere reaktivt end guld, fortrænger det guldet fra guld-cyanidforbindelsen. Guldet udfældes derefter som et fast stof sammen med nogle urenheder. Efter reaktionen filtreres det faste bundfald og forarbejdes yderligere. Det resulterende guldholdige faste stof smeltes derefter for at opnå rent guld.

2. Adsorption af aktivt kul (kulstof i papirmasse/CIP og kulstof i udvaskning/CIL) : I CIP-processen tilsættes aktivt kul til opslæmningen efter udvaskningstrinnet. Det aktive kulstof, med sit store overfladeareal, adsorberer guld-cyanidforbindelsen fra opløsningen. Kulstof-guldforbindelsen separeres derefter fra opslæmningen ved sigtning. I CIL-processen tilsættes det aktive kulstof under selve udvaskningsprocessen. Det guldbelastede kulstof fjernes efterfølgende fra systemet. Guldet kan ekstraheres fra kulstoffet ved hjælp af en stærk cyanidopløsning eller andre ekstraktionsmidler. Efter ekstraktion kan guldet udvindes fra ekstraktionsopløsningen gennem metoder som elektrolytisk udvinding eller yderligere udfældning.

raffinering

Det guld, der opnås efter udfældning eller adsorption, er normalt ikke rent og indeholder urenheder som andre metaller og ikke-metaller. For at opnå guld med høj renhed (normalt 99.9 % eller højere) anvendes raffineringsprocesser. En almindelig raffineringsmetode er elektrolytisk raffinering. I denne proces placeres det urene guld som anode i en elektrolytisk celle, og der anvendes en ren guldkatode. En passende elektrolyt, såsom en opløsning af guldchlorid, anvendes. Når en elektrisk strøm passerer gennem cellen, opløses guldet i anoden og aflejres på katoden. Urenhederne forbliver enten i elektrolytten eller danner et slam i bunden af ​​cellen.

Sikkerheds- og miljøhensyn

1. Cyanids toksicitet : Natriumcyanid er ekstremt giftigt. Indånding, indtagelse eller hudkontakt med cyanid kan være dødelig. Alle operationer, der involverer cyanid, skal udføres i godt ventilerede områder, og arbejdstagere skal bære passende personlige værnemidler, herunder åndedrætsværn, handsker og beskyttelsestøj. Der bør være beredskabsplaner på plads i tilfælde af cyanidspild eller eksponering.

2. Miljøpåvirkning : Cyanid kan være skadeligt for miljøet, hvis det ikke håndteres korrekt. Tailings fra guldudvindingsprocessen kan indeholde resterende cyanid. Disse tailings skal opbevares i sikre deponeringsområder for at forhindre frigivelse af cyanid til miljøet. Behandlingsmetoder, såsom kemisk oxidation eller biologisk nedbrydning, kan bruges til at nedbryde cyanidet i tailings, før de frigives eller bortskaffes. Derudover er streng overvågning af vandkilder i nærheden af ​​guldudvindingsoperationer afgørende for at sikre, at der ikke forekommer cyanidforurening.

Konklusion

Brugen af ​​natriumcyanid til at udvinde guld er en kompleks, men effektiv proces. Den involverer flere trin, fra malmforberedelse til guldudvinding og raffinering. Selvom det tilbyder en højeffektiv måde at udvinde guld fra forskellige kilder, skal de tilhørende sikkerheds- og miljørisici håndteres omhyggeligt. Ved at følge korrekte procedurer, anvende passende teknologi og overholde reglerne kan guldudvindingsindustrien fortsætte med at operere på en bæredygtig og ansvarlig måde.